谢光凤
一、控制变量法
当研究对象与多种因素有关或由多种因素共同决定其变化时，若要弄清研究对象与它们各自的关系或变化规律，就必须人为地控制一个或几个因素保持不变，这种研究方法就是控制变量法。力学中象速度、密度、压强等概念的形成过程都是采用控制变量法进行研究的，这是一种用得最多的研究方法。近几年的中考试题中出现了很多考查控制变量法的试题。 例1. （2005年辽宁沈阳）小明在探究滑动摩擦力的大小与哪些因素有关的实验中，实验过程如图1所示。 甲壳胺图1
（1）比较______________两图能说明滑动摩擦力的大小与压力的大小有关；比较______________两图能说明滑动摩擦力的大小与接触面的粗糙程度有关。
（2）在此基础上小明又猜想滑动摩擦力大小是否会与物体运动速度的大小有关？请你利用图中已有器材验证小明的猜想，写出你的做法。 分析：（1）小题体现对科学实验法——控制变量法的考查；（2）小题要设计实验，探究滑动摩擦力是否与运动速度有关时，在操作上必须控制对水平面的压力以及接触面的粗糙程度相同，然后以不同的速度拉着木块做匀速直线运动，再观察测力计的示数是否相同。这样的方案才是科学合理的。本题考查了同学们对实验方法的理解和应用及灵活运用知识的能力。
答案：（1）甲、乙；甲、丙；（2）利用甲（乙、丙）图的器材，用弹簧测力计分别以不同的速度匀速拉动木块；观察测力计的示数是否相同。示数相同，说明滑动摩擦力的大小与物体运动速度无关；示数不同，说明与物体运动速度有关。
二、等效法
这是一种利用作用效果相同的原理来研究问题的方法。它把实际的、复杂的物理过程或现象变换成理想的、简单的过程或现象来研究，从而达到化繁为简、化难为易的目的。如在研究物体受几个力时，用一个力代替几个力，但力的作用效果仍然不变，这个力就是我们所说的合力；曹冲称象是采取分次测量石块代测难以一次测量的大象等是等效法的具体应用。
例2. （2004年北京海淀）利用图2所示的装置探究同一条直线上二力合成的规律。首先将弹簧的B端固定，再用两个弹簧测力计沿相反的方向拉A端，使A端到达某一点O并记下该点的位置，然后在表格中记下两个拉力的大小和方向。再用一个测力计拉弹簧A端，仍将A拉伸到O点，记录下此时的拉力的大小和方向。
图2
施力情况视域 | 大小 | 方向 |
用两个测力计 | F1＝2.5N | 向右 |
F2 ＝1N 上海公共网 | 向左 |
用一个测力计 | F＝1.5N | 向右 |
| | |
（1）从上表的记录中你能得到的关于同一直线上合力与分力的大小关系是_________。（用字母表示）
（2）实验中用一个测力计拉弹簧时，为什么仍要将弹簧A端拉伸到O点再读数？
北师大珠海分校论坛分析：题中第一次用两个测力计拉，使弹簧A端拉伸到O点；第二次用一个测力计拉，仍使弹簧A端拉伸到O点，目的是使两次拉力的作用效果相同，才能保证第二次的拉力等于第一次两个拉力的合力。
答案：（1）F＝F1－F2
（2）保证F1和F2两个力共同作用效果与一个力的作用效果相同。
三、假说法
所谓假说法，是指在人类由于现有的认识水平、实验仪器等条件的限制下无法直接去认知、验证某些物理特性和物理规律时，就在已有的相关的实验事实的基础上，进行逻辑推理和猜测，提出新的物理预见和理论。牛顿第一运动定律的得出就是成功运用假说研究的
典型例子。假说与主观臆测不同，它必须以一定的实验事实为基础，然后经过严密的推理得出结论。它是一种科学的研究方法。
呼吸机维修例3. （2004年吉林）使小球以相同的速度先后沿不同水平面开始滚动：
（1）在泥土路面上，小球滚动一段距离；
（2）在水泥路面上，小球滚动较长的距离；
（3）在冰面上小球滚动更长的距离。
根据以上叙述，你将得出什么样的结论？（写出一条即可）
分析：在以上三个实验的基础上，我们会发现水平面的摩擦越小，小球越不容易停下来，通过的距离就越远，我们就可在此基础上得出一个推论：假如水平面没有摩擦，运动的小球将保持匀速直线运动状态。或者说：运动的物体不受外力作用时，将保持匀速直线运动状态。当然，本题又是结论开放性试题，还有其他的答案。
答案：（1）小球不受阻力，将保持匀速直线运动；（2）摩擦力越大，小球运动的距离越scc
短（或摩擦力越小，小球运动的距离越长）；（3）摩擦力的大小和接触面的粗糙程度有关；（4）一切物体在不受外力（或只受平衡力）作用时，总保持静止状态或匀速直线运动状态；（5）力可以改变物体的运动状态；（6）惯性是维持物体运动状态的原因。
四、转换法
有些物理量由于实验条件等的限制而不能直接测量或研究时，可以先直接测量出与之相关联的另一物理量，再出两者之间的关系（如平衡或等量关系）求出研究对象的大小，这种研究方法叫做转换法。如压强内容中的托里拆利实验测大气压时就采用了这种方法。大气压不能直接测量，但可通过大气压能支持起的一段水银柱来测，因大气压和水银柱产生的压强相等，只要测出水银柱的压强就等于测出了大气压。
例4. （2005年辽宁锦州）王新同学在学校测完石块密度后，想到这样一个问题：石块和铁块谁的密度大？放学回到家中，他想粗略地测定铁块密度，但家里没有量筒、天平等器材，于是想到利用浮力知识完成实验。他从家中来以下器材：茶杯、水、小铁块、细线和弹簧秤。 （1）请简要写出他的实验步骤，并用字母表示所测的物理量。
步骤：①______________；②______________；③______________。
（2）铁块密度的表达式______________。
解析：如果按常规思维，只知用天平、量筒去测密度，那本题就无法求解了。因为本题中并没有提供这些常规仪器，但只要我们能拓展思路，就一定能想出巧妙的方法。经分析题意发现所给的器材有弹簧测力计、水且铁块的密度大于水，我们应马上反应过来：用二次称重法来测固体密度！即，而，由这两式可得：，可见，测铁块的密度就转换成只要测出铁块在空气中的重量以及测出铁块浸没水中时铁块的重G'（或F）即可。至此本题的解答就水到渠成了。
答案：（1）①用细线将小铁块拴牢，并用弹簧秤测出其重力G；②向茶杯中倒入适量的水；③将弹簧秤下端的小铁块浸没水中，不与杯壁、杯底接触，读出此时弹簧秤示数G'（或F）。
（2）（或）
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